大学物理电磁感应(PPT课件)

B
dΦ

1 R
(Φ1
Φ2 )
q只与磁通量的改变量有关，与磁通量改变快慢无关。
.
例17.1 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，ab边可以 左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以
速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。
解：取顺时针为回路绕向， ×c × × × b × ×
ε 设ab = l，da = x，则通过回路 × ×L × × ×v ×
的磁通量为
× × × ×i × ×
Φ Bl x
×d × × × a × ×
εi


dΦ dt

Bl
dx dt

o
Bl v
bx
i
负号表示感应电动势的方向沿逆时针方向。 a
也可以用楞次定律来判断感应电动势的方向。
注意：一段导体在磁场中运动时，也可以用右手定则 来判断动生电动势的方向。
.
例17.2 如图所示，一长直导线通有电流I，在与它相距 d 处有一矩形线圈ABCD，此线圈以速度v 沿垂直长直 导线方向向右运动，求这时线圈中的感应电动势。
在解任：意设坐回标路xL处方取向一如面图元, 建d坐s 标系如图
dΦ

Bbdx

0 I 2 x
bdx
I
3.10-23
L ds b
Φ la 0 I b dx 0 I b ln l a
l 2 x 2
l
v
da
ox x
i
dΦ
dt
0I b ( 1 1 ) dl 2 l l a dt
-N d - d(N) - d
dt
dt . dt
NΦ
磁通链数
二、电磁感应规律 2. 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起
感应电流的磁通量的变化。 •感应电流总是阻止磁通量的变化
.
三、感应电动势方向的判断
1.由电磁感应定律判断电动势方向
⑴ n ⑵
规定回路绕行方向
dt
N
S
i 0
感应电动势的方向与绕行方向相同

n
i B
S
0 d 0
N
i 0 dt
感应电动势的方向与绕行方向相同

i
B
n
S
0 d 0
dt
N
i 0
感应电动势的方向与绕行方向相反 .
2. 用楞次定律判断感应电流方向
B
I
v
S
N
B
I
S
N
.
说 明
动生电动势对应的非静电场是什么？ 感生电动势对应的非静电场是什么？
.
§2 动生电动势
一、动生电动势的非静电力
×d × × ×a × ×
矩形导体回路，可动边为导体
棒ab，长l，以 匀速运动。
× × × ×Ii
× v×
×× × × × ×
棒中自由电子随棒以 运动， ×c × × ×b × ×
所受洛仑兹力为
1）分析上述两类产生电磁感应现象的共同原因 是：回路中磁通Φ 随时间发生了变化
当穿过一个闭合导体回路的磁通量发生变化 时，回路中就产生电流，这种现象叫电磁感 应现象，所产生的电流叫感应电流。 2）电磁感应产生的电动势叫感应电动势。
3）第一类产生的感应电动势称感生电动势 第二类产生的感应电动势称动生电动势
第17章
电磁感应
（变化的磁场 和变化的电场）
.
§1 法拉第电磁感应定律 §2 动生电动势 §3 感生电动势 感生电场 §4 自感 互感现象 §5 磁场能量
.
•1820年奥斯特发现电流具有磁效应 法拉第以精湛的实验和敏锐的观察
当时物理学家就想:磁是否会 有电效应？
力，经十年努力于1831年首次观 察到电流变化时产生的感应现象。

0Ib (1 1 ) v 2 l l a
l d时
i

0Ib ( 1 1 )v 2 d d a.
（方向为顺时针）
由于磁通量 Φ Bd S
感应电动势 动生电动势 : 导体在磁场中运动而产生的 感生电动势 : 导体固定，磁场变化而产生的
即将介绍的内容是： 从场的角度来揭示电磁感应现象本质 研究的问题是：
产生
1831年法拉第
电流
磁场
实验
闭合回路 m 变化
电磁感应
产生
电磁感应现象从实验上回答了这个问题 感应电流
反映了物质世界对称的 美
.
.
§1 法拉第电磁感应定律
电磁感应现象 电磁感应规律
先看现象 然后归纳总结
.
一、电磁感应(electromagnetic induction)现象
.
当穿过一个闭合导体回路的磁通量发生变化时， 回路中就产生电流，这种现象叫电磁感应现象，所 产生的电流叫感应电流。
电磁感应产生的电动势叫. 感应电动势。
一、电磁感应现象 第一类
从产生的原因上分为两大类
第二类

R
G
左面三种情况均 可使电流计指针 摆动
.
××××××× × B
××××××××
××××××××
××××××××
××××××××
第一类

G
第二类
××××××××
××××××××
B
××××××××


a fm

(e)

B
电动势：—– 单位正电荷经电源内


B
部从负极移到正极的过程
中，非静电力所作的功。
B

+
e
fm
b
产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力。
.
§2 动生电动势
二、动生电动势
由电动势的定义，此种情形引起动 生电动势的非静电力是洛伦兹力。



B
a
+ຫໍສະໝຸດ 1.只i与
dΦ dt
成
正
比
，
而
不
是
与Φ或dΦ成
正
比
。
2 .设回路中电阻为R，则
Ii

i
R


1 R
dΦ dt
Ii

dq dt
dq 1 dΦ R
设在t1和 t2 时刻，通过回路的磁通量分别为1和 2，
则在t1 t2时间内，通过回路任一截面的感应电量为：
q 1 R
Φ2 Φ1
.
二、 电磁感应规律
1. 法拉第电磁感应定律 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回
路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势正比于 磁通量对时间变化率的负值。
i

k
dΦ dt
在国际单位制中：k = 1
法拉第电磁感应定律
式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。
注： 若回路是 N 匝密绕线圈
确定的正负。B 与
右手螺旋 法线方向
n
夹角90o，0，否则0。
⑶ 确定 d 的正负。
dt
⑷
由 i
d dt
，确定 i 的正负。
εi 0 ，其方向与回路绕行
方向相同，否则相反。
n B
εi

B
n i
0 d 0
N
S
εi 0 dt
.
B
i

n
0 d 0